电力拖动与运动控制系统复习题.docx

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电力拖动与运动控制系统复习题

电力拖动与运动控制系统复习题

一．判断题

1弱磁控制时电动机的电磁转矩属于恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖动恒转矩负载。

（Ⅹ）

2.带电流截止负反馈的速度反馈调速系统是单闭环调速系统（√）

4直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。

（√）

5静差率和机械特性硬度是一回事。

（Ⅹ）

6带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。

（Ⅹ）

7电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压Uk的大小并非仅取决于速度给定值Ug的大小。

（√）

8.临界截止电流应大于电动机额定电流（√）。

9.双闭环调速系统在起动过程中，速度调节器总是处于饱和状态。

（Ⅹ）

10.可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向（正或反）由驱动脉冲的宽窄决定。

（√）

11.电流滞环控制器的滞环宽度越窄，则开关频率越高（√）

12.电压源型转速开环恒压频比控制的异步电动机变压变频调速系统中，I*R补偿环节的作用是适当提高US值，保证U/f=常数。

（√）。

13转速电流双闭环速度控制系统中转速调节为PID调节器时转速总有超调。

（Ⅹ）

14.在矢量控制系统中，通过转子磁链定向的目的是可以实现定子电流的转矩分量和励磁分量完全解耦。

（√）

二．选择题

2．静差率和机械特性的硬度有关,当理想空载转速一定时,特性越硬,静差率（B）

越大B.越小C.不变D.先大后小

4．可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速的是（B）

A．比例控制B．积分控制C．微分控制D．比例微分控制

5．控制系统能够正常运行的首要条件是（B）

A.快速性B.稳定性C.稳态误差小D.扰动小

8．转速电环调速系统中电流调节器的英文缩写是（A）

A．ACRB．AVRC．ASRD．ATRA.

9.当静差率相同，带P调节的转速反馈系统比开环系统的调速范围大（）倍。

A.KB.1+KC.2D.1

10.双闭环直流调速系统的起动过程中不包括（A）

A.转速调节阶段B.电流上升阶段C.恒流升速阶段D.电流下降阶段

11．下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是（C）

A.准时间最优控制B.饱和非线性控制C．饱和线性控制D．转速超调

12.SPWM技术中，调制波是频率和期望波相同的（A）

A．正弦波B．方波C．等腰三角波D．锯齿波

14．下列不属于异步电动机动态数学模型特点的是（B）

A．高阶B．低阶C．非线性D．强耦合

15.比例微分的英文缩写是（B）

A.PIB.PDCIDPID

16.调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准（C）

A.平均速度B.最高速C最低速D理想空载速度

17.在理想空载转速下，带P调节的单闭环调速系统静差率为开环系统静差率的（）倍。

A.1/KB.1/（1+K）C.1D.0

21．转速电流双闭环调速系统中转速调节器的英文缩写是（C）

A．ACRB．AVRC．ASRD.ATR

24．SPWM技术中，载波是频率比期望波高得多的（C）

A．正弦波B.方波C.等腰三角波D.锯齿波

25．下列不属于交流异步电动机动态数学模型特点的是（B）

高阶B.线性C.非线性D.强耦合

正弦波脉宽调制的英文缩写是（C）

A．PIDB．PWMC．SPWMD．SVPWM

采用比例积分调节器的闭环调速系统一定属于（A）

A．无静差调速系统B.有静差调试系统C.单闭环调试系统

D．双闭环调速系统

30．异步电动机数学模型的组成不包括（D）

A．电压方程B．磁链方程C．转矩方程D．磁通方程

31直流双闭环调速系统中出现电源电压波动和负载转矩波动时，（A）。

AACR抑制电网电压波动，ASR抑制转矩波动

BACR抑制转矩波动，ASR抑制电压波动

CACR放大转矩波动，ASR抑制电压波动

DACR放大电网电压波动，ASR抑制转矩波动

32．双闭环调速系统中，在恒流升速阶段时，两个调节器的状态是（A）。

（A）ASR饱和、ACR不饱和（B）ACR饱和、ASR不饱和

（C）ASR和ACR都饱和（D）ACR和ASR都不饱和

33．无静差调速系统中，调节器一般采用（C）调节器。

（A）P调节器（B）PD调节器（C）PI调节器D.任意调节器

35.为了增加系统响应的快速性，我们应该在系统中引入（A）环节进行调节。

（A）比例（B）积分（C）微分D.都可以

36.在相同负载下，带P调节的单闭环调速系统转速降落为开环系统转速降落的（）倍。

A.1/KB.1/（1+K）C.1D.0

37.交流电动机基频以下调速，要求保持（）不变。

A.磁通B.电压C.频率D.周期

38.交流电动机基频以上调速，要求（）。

A.磁通不变B.电压为额定电压C.频率不变D.周期不变。

37.

三．填空题

1．常用的可控直流电源有（旋转交流机组、静止式可控整流器、直流斩波器或脉宽调制变换器）

2．调速系统的稳态性能指标包括（调速范围和静差率）

3.H型PWM变换器在控制方式上有（双极性）（单极性）和（受限单极性）

4.H型脉宽调整器有（三角波脉宽调制器）（单极性倍频式脉宽调制器）和（微机控制的脉宽调制器）。

5．常见的调速系统中，在基速以下按恒转矩调速方式），在基速以上按恒功率调速方式

6.变频器按拓扑结构可以分为（交-直交）型和（交-交）型。

7.变频器按电源性质可以分为（电压源）型和（电流源）型。

6．自动控制系统的动态性能指标包括对给定输入信号的跟（随性能指标）和对扰动输入信号的（抗扰性能指标）

7．电力牵引设备上最先进的可控直流电源是（直流斩波器或脉宽调制变换器）

8．SPWM控制技术包括（单极性控制）和（双极性控制）两种方式。

10．VVVF控制是指逆变器输出（电压和频率）可变的控制。

12．电流截止负反馈的作用是（限流）

18．变频器根据电源类型不同可以分为（电压源型和电流源型）

19.变频器按照拓扑结构可分为______________交—直—交和——交—交型。

20．转速单闭环直流控制系统可以通过引入（电流闭环）控制以提高系统动态性能。

21.电流截止负反馈只在电流（大于）临界截止电流时起作用，当电流（小于）临界截止电流时，不起作用。

22.临界截止电流应（大于）电动机的额定电流。

21．转速电流双闭环调速系统在启动过程中，转速调节器ASR将经历（不饱和、饱和、退饱和）三种情况。

22．在变压变频调速时，转差功率消耗始终——不变

24．无静差直流调速系统的实质是调节器包含（比例积分）环节。

25．比例积分控制综合了比例控制和积分控制两种规律的优点，（比例）控制能迅速对输入做出响应,（积分）控制能消除静差。

28．电流调节器可以对电网电压的波动起（及时抗扰）的作用。

29根据直流电动机转速方程，可以看出有（降压、串电阻，弱磁）

）三种方法可以调节直流电动机的转速。

31、双闭环直流调速系统起动过程的特点是（准时间最优，饱和非线性，转速超调）。

33、异步电动机变压调速系统转差功率损耗与系统的和负载性质有密切关系，相对来说（风机泵）类负载比较适合采用变压调速。

40、在交-直-交变压变频器中，按照中间直流环节直流电源性质的不同，逆变器可以分成（电压源）型和（电流源）型两类，两种类型的实际区别在于直流环节采用怎样的滤波器。

41.目前，实际工程中主要采用的PWM技术是正弦PWM技术，即SPWM,主要有（）PWM，（）PWM,以及（）PWM技术。

42.电压正弦PWM中，输出电压和频率由（）的频率和幅值决定。

1.直流电动机有三种调速方法：

（降压调速）、（串电阻调速        ）、（弱磁调速       ）。

2.对于异步电动机变压变频调速，在基频以下，希望维持（ 磁通 ）不变，需按比例同时控制（        ），低频时还应当抬高电压以补偿（      ），基频以下调速属于（      ）；而基频以上，由于电压无法升高，只好仅提高（      ）而迫使磁通减弱，相当直流电动机（     ）情况，基频以上调速属于（     ）调速。

3.交流电机变频调速可以分为基频（以下）调速，和基频（以上）调速。

10、矢量控制系统中，控制电源共可产生八个电压矢量，其中非零矢量有（  ）个，另外的矢量称为（     ）。

11、在三相坐标系下的交流电流产生的旋转磁场，可以由（        ）坐标下的交流电流或（      ）坐标系下的直流电流等效。

四、简答

1、直流调速有哪几种方案？

2、电流截止负反馈的目的是什么？

1、调速系统转速控制的要求？

何为静差率、调速范围？

二者有何关系？

闭环静特性与开环系统机械特性相比有何优点？

4、采用PI调节器的无静差调速系统的稳态误差是否受给定电源和测速发电机精度的影响？

5、转差频率控制的规律？

6、转速调节器、电流调节器的作用？

7、简述转速、电流双闭环直流调速系统的启动过程？

10、双闭环直流调速系统的起动过程，起动特点？

启动过程各量随时间变化的波形。

11、简述异步电动机在恒

和

控制时的机械特性并画图比较。

12、交流调速分成哪几种类型？

各举一例。

13、叙述交流变压调速系统的优缺点和适用场合？

14.简述交流异步电动机的机械特性特点？

15.什么叫载波比？

简述同步调制和异步调制的特点？

17直流可逆双极式PWM变换器的优点是什么？

22在转速负反馈单闭环调速系统中，当电网电压、放大器放大系数、激磁电流、电枢电阻、测速发电机磁场各量发生变化时，都会引起转速的变化，问系统对它们有无调节能力？

为什么？

1、为什么说采用比例调节器的调速系统是有静差调速系统，采用什么调节器才能实现无静差调速系统且系统响应快。

写出该种调速系统的传递数。

3、直流双闭环不可逆调速系统在起动过程中，两个调节器的各自主要作用是什么？

4、什么是空间电压矢量控制技术（SVPWM），其目的是控制什么？

5.什么是电压源型和电流源型的变频器？

各自的优缺点？

5、异步电动机的原始动态模型的性质是怎样的？

为将其等效为直流电动机应需要哪些坐标变换？

24.按定子磁链控制的直接转矩控制（DTC）系统与磁链闭环控制的矢量控制（VC）系统在系统特点与性能有什么异同？

26在双闭环直流调速系统中ASR、ACR各有何作用？

它们的输出限幅值各应按什么要求整定？

28什么是电压源变频器和电流源变频器？

他们在性能上有什么差异？

33：

常用的异步电动机调速有哪些？

哪些属于转差功率消耗型？

哪些属于转差功率不变型？

哪些属于转差功率回馈型？

①异步电动机调速方法有：

降电压调速、绕线式异步电机转子串电阻调速、串级调速、变极

调速、变频调速等。

②降电压调速、绕线式异步电机转子串电阻调速属于转差功率消耗型③串级调速属于转差功率回馈型

④变极调速、变频调速属于转差功率不变型。

34：

请比较直流调速系统、交流调速系统的优缺点，并说明今后电力传动系统的发展的趋势.*直流电机调速系统

优点：

调速范围广，易于实现平滑调速，起动、制动性能好，过载转矩大，可靠性高，动态性能良

好。

缺点：

有机械整流器和电刷，噪声大，维护困难；换向产生火花，使用环境受限；结构复杂，容量、

转速、电压受限。

*交流电机调速系统（正好与直流电机调速系统相反）优点：

异步电动机结构简单、坚固耐用、

维护方便、造价低廉，使用环境广，运行可靠，便于制造大容量、高转速、高电压电机。

大量被用来拖动转速基本不变的生产机械。

缺点：

调速性能比直流电机差。

*发展趋势：

用直流调速方式控制交流调速系统，达到与直流调速系统相媲美的调速性能；或采用同步电机调速系统.

35、PID控制器各环节的作用是什么？

答：

PID控制器各环节的作用是：

（1）比例环节P：

成比例地反映控制系统的偏差信号，偏差一旦出现，控制器立即产生控制作用，以便减少偏差，保证系统的快速性。

（2）积分环节I：

主要用于消除静差，提高系统的控制精度和无差度。

（3）微分环节D：

反映偏差信号的变化趋势，并能在偏差信号变得过大之前，在系

统中引入一个早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减少调节时间。

36、交流异步电动机的基频以下的电压-频率协调控制有哪几种？

试就其实现难易程度、机械特性等方面进行比较。

37、根据他励直流电动机的机械特性，直流电动机的调速方法有哪几种？

各自的特点是什么？

38、试分析带制动的不可逆PWM变换器进行工作时，电动状态和制动状态下，电流流动方向？

如图所示

39、试分析带制动的双极性H型PWM变换器进行工作时，电动状态和制动状态下，电流流动方向？

如图所示

40.为什么要采用电流截止负反馈？

电流截止负反馈的特点？

41.请画出带电流截止负反馈的单闭环速度控制系统的静特性？

42.

五名词解释题

1．V—M系统

晶闸管-电动机调速系统

2.他励直流电动机机械特性？

3.静差率

负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落与理想空载转速的比

4.ASR

转速调节器

5.电流截止负反馈

6．PWM

可逆脉冲宽度调制

7．直接转矩控制

利用转矩反馈直接控制电机的电磁转矩

8.调速范围

电动机提供的最高转速与最低转速之比

9.电流调节器

ACR

10.挖土机特性

11.转子磁链定向的异步电动机矢量控制系统

12.VVVF

五．计算题

1．某闭环调速系统，测得的最高转速为nmax=1500r/min，最低转速为nmin=150r/min，要求系统的静差率s≤2%，试计算：

（1）该系统的调速范围D；

（2）系统允许的静态速降ΔnN；

（3）如果开环系统的静态速降为100r/min，则闭环系统的开环放大倍数K是多少？

2．某直流调速系统电动机额定转速为：

nN=1230r/min，额定速降ΔnN=105r/min，当要求静差率s≤30%时，允许多大的调速范围？

如果要求静差率s≤20%时，则调速范围是多少？

如果希望调速范围达到10，所能满足的静差率是多少？

4、三相异步电动机带额定恒转矩负载运行，在额定频率50Hz下的转速为950r／min，采用恒压频比调速，带额定恒转矩负载不变，求f1＝40Hz时的转速。

5、直流调压调速系统最高转速nomax＝1900r/min，最低转速nomin＝500r/min，带额定负载时的转速降落ΔnN＝100r/min，试问系统能够达到的调速范围有多大？

系统允许的静差率是多少？

简答：